基于约束规划的航空电子系统任务分配与调度方法

随着综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)对计算性能要求的日趋提高,既能提供更强计算能力又能减少电子设备的体积、重量和功耗的多核处理器将在航空电子系统领域得到广泛应用.目前航空电子系统的任务分配和调度主要基于手工方式,较少考虑多核环境下共享资源竞争带来的时间延迟,并且当系统更新时需要重新编排,十分耗时耗力.本文提出一种基于约束规划(Constraint Programming,CP)的航空电子系统任务自动化分配与调度方法.首先,给出了多核环境下任务最坏执行时间(WCET)的分析方法;其次,给出了基于CP的任务分配和调度方法;最后,设计与实现了原型工具CP4IMA,并基于ARINC653操作系统平台进行案例分析,验证了本文所提方法的有效性.

基于DM2的航空电子系统架构任务元模型设计方法

探究了一种基于DoDAF元模型的航空电子系统架构任务元模型设计方法,通过构建标准、规范和统一的任务元模型数据,表达航空电子系统任务架构设计的需求、结构、行为和参数要素。该方法可推进航空电子体系结构数据的规范性,促进设计数据的共享和重用,有效提升航空电子系统架构设计效率。

航空电子系统外场测试性迭代评估方法

针对目前飞机服役后航空电子系统测试性评估样本少、评估精度不高等问题,提出了航空电子系统外场测试性迭代评估方法,以提高其外场测试性评估精度。首先,阐述基于贝叶斯框架的外场测试性评估思路。其次,根据先验信息样本情况,构建了最大熵模型,结合PSO算法,求解故障检测率先验分布超参数并进行超参数一致性检验。再次,利用Bayes公式求得后验分布,得到故障检测率迭代估计结果。结合实例,将本文方法与现有方法进行对比分析,证实了本文方法的正确性和评估优势。

人工智能在直升机航空电子系统中的应用

在现代战争形势日趋信息化、智能化的背景下,将人工智能应用于武器装备已经是大势所趋。针对直升机飞行任务的特征,对其发展状况进行了描述,并对其作业能力进行了分析,探索了人工智能技术在直升机航电系统中的应用方向,为推进人工智能在直升机上的转化与应用奠定基础。通过对国外先进直升机智能技术的运用现状及对其作业能力的要求进行分析,探索将人工智能技术应用于直升机航电系统的发展趋势,为推进人工智能技术在直升机领域的转化与应用奠定基础。

基于系统工程的航空电子系统深度综合化需求分析与评估方法

本文在分析综合化航空电子系统使用和信息流转的基础上,提出了一种综合化航空电子系统需求分析及评估方法。该方法从信息获取能力、传输能力、处理能力、显示能力和任务能力等方面建立评估模型,基于层次分析法设计能力需求仿真评估系统,并以基于模型的系统需求分析为输入对航空电子系统的能力需求进行评估,为综合化航空电子系统需求的分析与评估提供了参考。

国外航空电子系统嵌入式在线监测技术

在分析国外航空电子系统嵌入式在线监测体系架构和五级监测解决方案的基础上,介绍了国外嵌入式在线监测技术、标准和开发验证工具的发展情况,提出了全机级嵌入式在线监测体系架构、嵌入式专用监控模块研制、嵌入式在线监测系统的仿真验证平台的构建和标准化建设等方面开展工作的建议,希望能够为未来我国航空电子系统嵌入式在线监测技术的发展起到一定的借鉴和指导作用。

三层面分析法探究航空电子系统未来发展

近些年来随着人工智能、信息网络等技术的成熟,航空电子系统迅速发展,关于未来航空电子系统如何应用于作战的讨论层出不穷。通过三层面分析法对航空电子系统各种创新活动进行整合,从而构建面向未来的合理且持续的方法论来研究航空电子系统领域。首先系统梳理了航空电子系统的研究背景和现状,接着深入剖析了三层面分析法模型,重点从3个层面详细分析了航空电子系统的应用情况:有人机航电系统效益降低及其原因,当前航空电子系统的不断改进和两类创新归纳,未来高度自主的无人机航电主导的设想及其3个推动因素。

综合模块化航空电子系统安全分析的模型检测方法

综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配,但集成工作增加了系统的复杂性,同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统,这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能,存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题,提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测,使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证,在系统需求规格的基础上给出了分析过程,利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合,从而达到传统故障树分析的目的,最终通过案例分析表明了该方法的实用性。

航空器适航审定工程专业“航空电子系统设计技术”课程建设研究

我国高速发展的民用航空制造产业迫切需要具备适航审定知识的专业人员。中国民航大学围绕国家需求,提出“顶尖安全”的学科建设目标,整合学科专业,开展专业培养方案修订及课程建设工作。“航空电子系统设计技术”课程是航空器适航审定工程民航特色专业的一门重要专业课程,为学生从事机载系统研制、航空器加改装和适航审定工作提供重要的专业知识。通过分析当前课程设置及建设需求,以安全性和当前行业技术应用特点为出发点,从教学目标、教学内容、教学方式等方面开展课程建设,建设方案可为相关院校开展适航专业课程建设提供参考。

可用于航空电子系统的时间触发以太网

近年来,分布式综合模块化航空电子系统的发展,对航空电子网络提出了更高的要求。时间触发以太网以其特有的优势,可保障数据通信的强实时性,提高网络服务质量,为航空电子网络指明了升级方向。在概括航空电子系统对网络通信要求的基础上,描述常用航空电子网络的特点,指出了时间触发以太网的优势。对时间触发以太网的分析,表明其满足航空电子系统升级要求,是新一代飞机网络技术发展的重要方向。

新型航空电子系统总线互连技术发展综述

航空电子系统体系架构通过总线实现数据传输和信息共享。为提高航电系统的可靠性、灵活性以及可扩展性,阐述航空电子系统体系架构的发展过程,讨论国内外现有的数据总线技术,比较基于光纤通道、全双工交换以太网,以及时间触发以太网(TTE)3类总线技术,给出针对TTE总线技术的研究方案。分析结果表明,TTE总线技术具有高数据量、高实时性等特点,能适应分布式综合模块化航空电子架构的发展。

航空电子系统课程中的仿真教学实践

阐述航空电子系统课程是一门重要的航空基础课程,具有理论性强、内容抽象、紧密结合工程应用的特点。基于案例分析,分析外部电子显示部件和内部机械设备,相比传统理论教学和实验教学,学生可获得更加丰富的工程经验,从多角度展示了航空电子系统课程的教学实践。仿真教学有助于学生更好地理解课程,增强对工程设备的认知,提高学习兴趣和效率。

综合模块化航空电子系统架构设计技术研究

文中探讨了综合模块化航空电子系统(IMA)的关键技术应用,包括TTEthernet的整合与优化,多核处理器的动态分配,以及AFDX网络的应用。通过TTEthernet,系统能够提供高实时性和可靠性,通过多核处理器,实施动态资源分配策略以提高性能和可预测性,而AFDX网络则强化了数据传输的安全性和健壮性。这些技术的整合将为未来航空电子系统带来更高的智能化、安全性和性能,为飞行员和乘客提供更出色的飞行体验。

航空电子系统故障管理体系结构研究

军用航空电子系统承载着战机绝大多数作战任务,是决定战机作战效能的重要因素。故障管理体系结构及技术是保证航空电子系统和战机安全性的重要技术之一。概述了航空电子系统含义、功能分配结构及功能与资源的映射关系,总结了航空电子系统顶层设计原则,可指导故障管理体系的构建。探讨故障管理的含义和任务,论述联合式和IMA两类航电系统故障管理结构,并就其共性问题进行探讨。最后试探性地提出故障管理体系结构需进一步研究和解决的问题。

综合模块化航空电子系统构型管理功能设计

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297定义的构型管理功能设计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把构型管理功能划分成配置数据生成、数据加载和兼容性校验三个步骤,并详细描述了各自的具体设计方案。该整体方案已在项目中成功应用。

航空电子系统故障预测与健康管理技术现状与发展

故障预测与健康管理(PHM)技术是比传统的故障诊断技术更高级的故障诊断、预测和健康管理技术,将PHM技术应用于电子系统已成为该技术的重要发展趋势之一。根据当前的研究进展,总结了电子系统故障预测的4种实现方法:特征参数法、预警电路、累积损伤模型法和综合法,分析了电子系统PHM技术涉及的关键技术,探讨了电子系统PHM技术发展在特征参数获取、物理损伤模型和电子元器件质量方面将遇到的问题和挑战。最后,从可测性、PHM的标准化和评价指标等方面对电子系统PHM技术的进一步发展提出了几点意见。

航空电子系统FC交换式网络的可靠性研究

对于采用光纤通道(FC)互连的航空电子系统,从FC的基本模型出发,给出了由多个FC交换机组成的FC交换式网络的通信模型;采用基于任务的可靠性建模方法,给出了FC交换式网络的可靠性计算公式,并提出了任务基本路径的概念。根据航空电子系统提高可靠性的需要,提出了FC交换式网络的2种冗余拓扑结构:基本路径冗余和全网络冗余;最后通过实例分析了端口单元、交换要素单元和链路单元对FC交换式网络及2种冗余拓扑结构可靠性的影响;FC交换式网络可靠性的研究对于航空电子系统设计阶段的容错设计和拓扑选择都将起到指导作用。

综合化航空电子系统软件接口研究

综合化航空电子系统软件对系统的综合性能具有较高的要求。全面分析了综合化航空电子系统的性能需求,定义了综合化航空电子系统性能评估模型,首次对综合化航空电子系统进行全面评估,建立了综合化航空电子系统体系结构和功能软件的评估模型,分析和对比了综合化航空电子系统软件现有接口标准规范。在航空电子系统软件开发中将多个标准结合起来参考使用,将有利于提高机载软件的重用性、移植性、安全性和可靠性。

基于形式化方法的航空电子系统检测

随着航空型号的快速发展,航空电子系统的数字化程度越来越高,软件在其中所占的比例越来越大.对航空电子系统中的软件进行测试和检测是保证航空电子系统质量及可信运行的基础.通过分析航空电子系统软件体系结构,对航空电子系统进行形式化建模,并在此基础上,提出了一种形式化的系统级综合检测方法,从静态和动态两个方面对航空电子系统进行检测,最后通过设计并实现一个综合检测系统来验证该方法的有效性.

航空电子系统机载网络实时性能评价技术

机载网络是航空电子系统中实现信息实时可靠传输的手段,其发展程度和能力决定了航空电子系统的总体构型及信息综合效能。不同于一般计算机网络,机载网络更加强调组网的实时性,需要采用苛刻高效的方法实现其实时性能的分析与评价。以交换式网络中消息传输过程为分析对象,研究了消息端到端传输延迟模型,给出了实时性能评价方法在评估悲观性和计算紧性的对比指标;对解析分析、行为仿真和模型检查等典型机载网络实时性评价关键技术进行了梳理和分析,给出了各种实时性能评价方法在计算紧性和效率等方面的差异和实现途径。以简单网络和工业规模网络为研究案例对上述方法进行了验证说明,并对比分析了各种方法在计算紧性的差异,探讨了航空电子系统机载网络实时性能评价技术的发展趋势。